水泥粘土力学性能的试验研究

利用内蒙古河套灌区粉质粘土拌制水泥土,通过对水泥土试块进行无侧限抗压强度试验,定量分析了水泥掺量和龄期对水泥土强度的影响,并获取了材料应力-应变全过程曲线,探讨了该地区水泥土的变形特性,以期获得适合内蒙古河套地区土质的水泥土配比。试验表明,水泥土的无侧限抗压强度随着龄期的增长呈增大的趋势,养护龄期7~21 d时无侧限抗压强度增长较快;水泥的加入可以有效的改善土体性能,且随水泥掺量的增长呈总体增长趋势。     

淤泥水泥土和填筑黄土的物理力学特性试验研究

全过程采用水泥砂浆试验设备和方法,研究了水灰比、水泥掺量、养护龄期对水泥固化淤泥土和填筑黄土试块的物理力学特性影响。结果表明,随水灰比和水泥掺量的增加,淤泥水泥土密度变化不大,而填筑黄土密度降低;淤泥水泥土随水泥掺量的增大,其无侧限抗压强度和抗剪强度明显增大;填筑黄土水泥土随水泥掺量的增大,无侧限抗压强度和抗剪强度值出现波动现象。随龄期的增加,2种水泥土抗压强度都在增长,且规律比较接近。研究还表明,掺加水泥后,2种土渗透性能改善比较显著。     

渠道衬砌水泥复合土抗压强度试验研究

利用黑龙江北安某灌渠区沉积粘土配制水泥土,稻壳粉掺量分别取0%、1.5%、4.5%、7.5%,养护龄期取3、9、14、28 d,通过水泥土室内配合比试验,研究不同稻壳粉掺量,不同龄期对水泥土无侧限抗压强度的影响,得出了固定水泥掺量后,不同龄期、不同稻壳粉掺入量与圆柱体无侧限抗压强度的关系,对该地区水泥土的进一步开发和应用有较好的指导作用。     

掺纤维固化土强度变化的研究

以杨凌黄土为供试对象,测定了不同固化剂用量和不同聚丙烯纤维掺量对固化土抗压强度的影响。结果表明,掺加聚丙烯纤维能够显著提高固化土的抗压强度,当固化剂掺量为1∶8、纤维掺量为0.9 kg/m3时,固化土的28 d抗压强度最高,较同条件下不掺纤维的固化土强度提高29%。经济性分析表明,该配比固化土较同配比水泥土具有更高的经济效益。     

利用熟石灰改善水泥固化土早期强度的试验研究

以内蒙古河套地区粉质粘土为研究对象,在水泥掺量一定的情况下,将熟石灰作为水泥土的外掺剂,通过室内无侧限抗压强度试验,探讨熟石灰掺量、龄期对水泥土早期无侧限抗压强度的影响规律。试验研究表明：在熟石灰的参与下,水泥土中存在火山灰作用和离子交换作用,但是作用效果较小,从而证明水化作用是水泥土强度的最主要来源。结合试验粘土特性和水泥土强度增长规律提出粘土中粘土矿物数量不足限制了火山灰作用和离子交换作用,超量熟石灰对水泥土强度基本没有影响。     

水泥土抗压强度的试验研究

通过试验研究了水泥土中水泥掺量，砂子掺量对干硬性细粒状水泥土抗压性能的影响及水泥土干密度与抗压强度的关系。结果表明，水泥掺量和密度增加，水泥土抗压强度也增加；而掺砂后的抗压强度变化则与砂粒大小和掺后干密度的变化有关。     

双向地震荷载下水泥土变形和强度特性研究

【目的】分析水平双向动剪应力、相位差对水泥土变形和动强度特性的影响规律,为水泥土桩复合地基在地震荷载作用下的破坏机理研究提供理论参考。【方法】在双向动剪应力为15.8,16.8,17.8,18.8,20.4kPa以及相位差为0°,45°,90°条件下,对水泥土进行水平双向动单剪试验,测定不同试验条件下水泥土的变形和动强度。【结果】动剪应变发展过程中存在明显的转折应变,且转折应变与破坏剪切次数的对数具有良好的线性关系;以转折应变作为水泥土的破坏标准,水泥土动强度与破坏剪切次数呈良好的反比例函数关系。3种相位差下导致水泥土破坏的临界动强度为15.2kPa。相位差为0°时,水泥土动强度最高;相位差为90°时,水泥土动强度最低。【结论】水平双向动剪应力和相位差对水泥土的动强度及动变形有较大影响。     

水泥固化煤化工废水污染土强度特性的试验研究

随着我国煤化工企业的发展,在生产过程中产生了大量的废水,正确的处理和分析煤化工带来的环境问题刻不容缓。本文利用水泥作为固化剂,以腐殖酸作为污染源,通过系统的室内试验,比较了不同养护龄期、不同水泥掺量和不同污染程度对固化土体的无侧限抗压强度的影响,并研究了在加入不同固化剂掺量和不同污染程度情况下水泥固化污染土的孔隙情况。试验结果表明,水泥固化煤化工废水污染土的无侧限抗压强度随着养护龄期和水泥掺量的增加而增加,随着污染物程度的增加而减小,并通过对室内试验数据的分析建立了强度预测公式。水泥掺量增加,试样的孔隙减少,内部结构变得密实;污染程度加大,整体上试样孔隙也随着增加,但孔隙直径小于0.0 4 um的孔隙含量相对没有较大的变化。     

镉污染土在水泥-粉煤灰-石灰共同作用下固化效果及孔隙特征

基于固化稳定法(S/S)在重金属污染场地处理方面的技术和研究,将硝酸镉(Cd~(2+))掺入土体模拟污染土,根据正交试验设计掺入不同含量水泥、粉煤灰、石灰组成的固化剂,压实成型后分别养护7、28、60、90 d,通过测定无侧限抗压强度、淋滤浸出重金属浓度和固化孔隙范围比例,探讨不同镉离子浓度、固化掺量配比和养护龄期对其影响。试验结果表明:随着固化剂掺量和养护龄期的增加,其无侧限抗压强度显著增强,重金属浸出率降低,趋于稳定;水泥对无侧限抗压强度影响显著性最大,水泥-粉煤灰-石灰掺量为8%-6%-6%时对抗压强度较为有利;28 d固化土其孔径主要分布于0.01~1μm,结构致密;10μm以上孔隙比例增加,导致强度降低,淋滤浸出浓度偏高,不利于固化水化产物填充。     

玻璃纤维对水泥土抗压和抗拉强度的影响

分析了玻璃纤维长度和掺入量对水泥土抗压和抗拉强度和影响机理,试验结果表明,在考察范围内水泥土的强度随着玻璃纤维长度和掺入量的增加而增大,且玻璃纤维掺量对水泥土抗拉强度的影响比抗压强度更显著,但当玻璃纤维掺入量超过一定限度时,水泥土的强度反而会降低。     

低掺量水泥稳定煤矸石耐久性研究

煤矸石路用性能的研究,对于煤矸石的消耗,减少污染有重要的意义。以掺量为4%、5%和6%水泥稳定煤矸石作为研究对象,进行无侧限抗压强度试验,并结合核磁共振试验对水泥稳定煤矸石孔隙密度和孔隙体积的变化,分析强度的形成。通过干缩试验、温缩试验和冻融循环试验,研究了低掺量水泥稳定煤矸石的耐久性。结果表明,水泥稳定煤矸石7 d无侧限抗压强度可以满足高速公路对基层材料的要求;水泥掺量的增加,可以降低水泥稳定煤矸石内部孔隙体积,提高密实度;干缩系数随龄期增长逐渐变大,后期趋于稳定;低温条件下水泥稳定煤矸石温缩应变较大,水泥掺量5%的抗温缩性能最佳;冻融循环5次后,水泥稳定煤矸石强度保证率都保持在90%左右,水泥剂量的增加有利于提高抗冻性能。     

BCS土壤固化剂固化土的耐久性研究

【目的】确定BCS土壤固化剂的最佳掺量,分析BCS土壤固化剂对土壤的加固机理,探讨增强固化土耐久性的方法。【方法】选用陕西杨凌的黄土,按黄土质量加入12%的水泥及不同掺量的BCS核心材料,并按0.6%的BCS核心材料掺量,在黄土中加入不同质量比的水泥基BCS固化剂,通过抗压试验分析确定最佳的BCS核心材料掺量和最佳的BCS固化剂掺量。采用无侧限抗压试验、渗透试验、水稳性试验、干湿循环试验、冻融循环试验等研究固化土的耐久性,采用扫描电子显微镜(SEM)观测BCS固化土的微观结构和水化产物,分析BCS固化剂的作用机理。【结果】BCS土壤固化剂核心材料的最佳掺量为水泥质量的0.6%;固化剂水化产物中主要有纤维状和网状的水化硅酸钙凝胶(C-S-H)、六方棱柱型的三硫型水化硫铝酸钙晶体(Aft)以及片状或叠片状的氢氧化钙晶体(CH);固化土的渗透系数较水泥土略低,最低可达3.8×10-8 cm/s;固化土的水稳系数随着固化剂掺量的增加而降低,随着龄期的延长而升高;干湿循环后固化土的强度有所下降,强度损失率最高可达19.8%,但其强度随着固化剂掺量的增加而增大;采用硅酸钠、氢氧化钠或饱和石灰水进行养护,可有效提高固化土的抗冻融循环次数。【结论】与水泥土相比,BCS固化土的工程性能有所提高,采用饱和石灰水养护可显著增强固化土的抗冻性能。     

水泥-生石灰对铬污染土固化效果及微观孔隙特征的影响

为评价水泥和生石灰对铬污染土壤的固化效果及固化土在工程中再利用的可行性,采用固化稳定法进行六价铬污染土壤的修复试验,将重铬酸钾(K_2CrO_7)人工添加至粉砂土以模拟污染土,通过无侧限抗压强度、浸出毒性、核磁共振孔隙和微观三维形貌试验,研究水泥和生石灰对铬污染土的固化效果及其微观孔隙特征。结果表明:固化土强度随龄期增加而显著增加,且达到废弃物的填埋标准,同时随六价铬离子浓度增大强度先增加后稳定或减少;六价铬离子浓度小于900 mg·kg~(-1)时,生石灰掺量对于固化土强度存在阈值为4%,低于4%时随着生石灰掺量增加强度呈上升趋势,浸出毒性降低且达到浸出标准,同时0.1~1μm孔隙占比最高,结构致密;高于4%时随着生石灰掺量增加强度呈下降趋势,浸出毒性波动变化,1~10μm的大孔径增多,结构致密性差,平整度降低。研究表明,掺入合适比例的水泥和生石灰对铬污染土有较好的固化效果,可防控受污染土壤中六价铬浸出和渗透到地下水带来的环境问题。     

掺不同类型减水剂粉煤灰混凝土的配合比设计

通过试验研究了早强减水剂和高效减水剂对掺粉煤灰不同强度等级混凝土和易性和抗压强度的影响,研究表明:混凝土中掺入早强减水剂量在0～1%时,混凝土早期强度明显提高,后期强度也有所增大;当粉煤灰掺量为20%、早强减水剂为0.8%时混凝土强度最大;当混凝土中掺入粉煤灰和高效减水剂时,粉煤灰掺量为25%,高效减水剂掺量为1.0%时混凝土强度最大;从而得出了掺不同类型减水剂粉煤灰混凝土的最佳配合比。     

掺建筑垃圾的可泵性回填土施工性能试验研究

为提高建筑垃圾利用率和回填土质量,通过将建筑垃圾再生细骨料和黏土质砂混合后再掺入水泥,开发出一种掺建筑垃圾的可泵性回填土。通过改变建筑垃圾再生细骨料掺量、水固比、泡沫掺量、灰土比及外加剂掺量等参数,分别研究其对掺建筑垃圾的可泵性回填土施工性能的影响,探索出体积质量对施工性能的影响规律。试验结果表明：原料土中再生细骨料掺量为50%时可泵性回填土强度与施工性能最好。当水固比低于0.3时可泵性回填土流动性随泡沫掺量的增加而先增后减,当水固比高于0.3时其流动性随泡沫掺量的增加而减小。泡沫掺量与泌水率呈负相关。当泡沫掺量超过原料土体积时,压力泌水率随水固比增加而减小。可泵性回填土的体积质量与流动性、泌水率和压力泌水率之间存在一定的函数关系。     

石灰改良膨胀土试验研究

本文以内蒙古呼集线的膨胀土为研究对象,用掺入石灰的方法来改良膨胀土的工程性质,并重点研究石灰对膨胀土强度及水稳定性的影响,通过实验得出本文所用的膨胀土的掺灰量为10%时,其无侧限抗压强度和水稳定性为最优。     

油菜秸秆纤维对水泥胶砂孔隙特征的影响

为探究油菜秸秆纤维对硅酸盐水泥胶砂孔隙的影响及其作用机理,将处理后的油菜秸秆分别按照0、1%、2%、3%和4%质量分数的比例掺入水泥中,对不同秸秆纤维掺量水泥的标准稠度用水量及凝结时间进行测定,研究不同龄期（3、7、28 d）下油菜秸秆的掺量对水泥胶砂孔隙率和孔隙特征的影响。结果表明,随着油菜秸秆掺量的增加,水泥胶砂试块的表观密度逐渐减小,其中,当掺量为4%时,其表观密度相比基准组降低9.27%;当掺量为1%时,其孔径分布与基准组相近;当掺量为3%和4%时,两组的孔径分布相近,在龄期为28 d时,胶砂的有害孔占比分别为14.2%和15.4%,多害孔占比分别为24.15%和25.01%,与基准组相比,多害孔和有害孔增幅较大,均约为基准组的3.5倍。随着秸秆掺量的增加,水泥胶砂最可几孔径均减小;随着龄期的增加,水泥胶砂最可几孔径减小,多害孔及有害孔比例相对减少。显微形貌分析结果表明,油菜秸秆纤维掺量为1%时,与水泥界面粘接较好;掺量为3%和4%时,多害孔及有害孔增加,主要出现在秸秆纤维周围。     

新型砖粉砌块材料的制备及其强度

确定新型砖粉砌块材料的制备技术,制备不同砖粉掺量的砖粉砌块,探索砖粉砌块的抗折强度与抗压强度与砖粉掺量及土壤固化剂之间的关系。研究结果表明:1)随着砖粉掺量的增加,砌块的28 d抗折强度和抗压强度先增长后下降,砌块的28 d抗折强度最高达3.91 MPa,抗压强度最高达11.13 MPa;2)砖粉掺量大于50%时,砌块的28d抗折强度与抗压强度出现显著降低,建议砖粉掺量不超过50%;3)土壤固化剂可以有效地提升砖粉砌块的强度,当土壤固化剂掺量为1%时,效果最佳。     

不同击实功对新疆非耕地固化戈壁土力学性能的影响

【目的】研究改变击实次数,获取不同击数下的击实功,结合无侧限抗压强度试验及抗压回弹模量试验分析不同击实功对新疆非耕地固化戈壁土力学性能的影响,为新疆日光温室固化戈壁土墙体填筑施工提供一定的数据支持和理论依据。【方法】依据《土工试验方法标准》GB 50123-1999、《公路工程无机结合料稳定材料实验规程》(JTG E51-2009)的测试要求,采用颗粒分析试验、击实试验测定土体的颗粒级配、类别和击实性能,研究戈壁土固化前的物理性能,进一步测定固化土不同龄期的抗压强度、抗压回弹模量试验。【结果】(1)随着击实功的增加,固化戈壁土最优含水率减小,最大干密度增大。(2)固化戈壁土试件的无侧限抗压强度在养护龄期7~60 d期间随击实功的增加而增加,当养护龄期到60~90 d时标准击实数及以上的击实功所得到的无侧限抗压强度变化不大。(3)固化戈壁土在同一养护龄期内随着击实功的增加抗压回弹模量增大,在同一击实功下,抗压回弹模量随着固化戈壁土养护龄期的增加呈增长趋势。【结论】25%的标准击实功的固化戈壁土在养护7 d龄期时的无侧限抗压强度为5.34MPa,满足日光温室墙体对强度(5.0MPa)的需求,可以节约施工成本和加快施工进度。     

掺破口砾石的水泥稳定砂砾路面基层强度试验研究

基层是路面结构中的承重层,应具有足够的强度和水稳定性。现铺筑基层的路面材料主要采用以水泥、石灰、粉煤灰为代表的半刚性材料,其在温度或湿度交替变化时容易产生收缩开裂,这些裂缝会反射到面层上来,形成反射裂缝,造成路面病害。基于此,文章以掺21%破口砾石的水泥稳定砂砾作为基层试验材料,分析了级配组成、水泥的掺配剂量、最佳含水量和最大干密度,通过对其现场压实度检测、无侧限抗压强度试验,得出掺21%破口砾石的水泥稳定砂砾作为基层材料可以应用到高等级公路的基层中。